Поиск по сайту
Начало >> Статьи >> Cтратегии улучшения работы выключателей

Cтратегии улучшения работы выключателей

Сила сотрудничества

Сервисные решения в течение срока эксплуатации продукта

сервисное обслуживание высоковольтного выключателя

Какие стратегии улучшения работы высоковольтных выключателей, удерживающие затраты на низком уровне, доступны в настоящее время?

Герб Роджерс (Herb Rogers)
Судакуар Кучибхотла (Sudhakar Kuchibhotla)
Моника Лэмб (Monica Lambe)

            Оборудование высоковольтных выключателей для каждой компании связано со значительными инвестициями. Когда встает вопрос о его обслуживании или замене, то необходимо рассматривать все возможные варианты. Зачастую, самым эффективным вариантом с точки зрения затрат, является партнерство с экспертом со стороны поставщика, выполняющим полное обслуживание оборудования. Такой эксперт при проведении обслуживания оборудования будет использовать самые современные технологии, и будет искать возможности продления срока эксплуатации оборудования, такие как модификация или замена отдельных компонентов. В ряде случаев, лучшим решением может быть полная замена, устраняющая использование устаревшего оборудования или технологий. Дистанционный мониторинг и такие современные методы инспекции, как радиография, часто вообще устраняют необходимость в инвазивных программах обслуживания или в проведении преждевременных замен оборудования. Компания ABB разработала стратегию обслуживания, обеспечивающую разнообразные сценарии обслуживания и замены оборудования, которые встречаются в мире высоковольтных выключателей.
Модификация оборудования заключается в замене изношенных частей или устаревших компонентов при сохранении первоначальной конфигурации предприятия и оборудования. Часто в подстанциях такое первоначальное оборудование, как корпуса и шины, остается в хорошем состоянии, и необходимо проводить замену только движущихся частей выключателей. Механическое оборудование изнашивается задолго до износа его стационарных элементов. Модификация продлевает срок эксплуатации, не требуя при этом значительных затрат, серьезного демонтажа, и больших простоев, связанных с полной заменой оборудования. Эта работа может выполняться поэтапно, обеспечивая разнесение во времени затрат, и минимизируя объем демонтажа.
Часто новый выключатель оказывается несовместимым со старым оборудованием. В таких случаях ABB предоставляет специальные наборы переходников, дающие возможность быстрой установки без структурного изменения первоначальной конструкции.
Модификации выключателей и их приводов, выполняемые компанией ABB, гарантируют, что клиент получает долговременную надежность оборудования, самые новые технологии, и минимальное время простоя. И все это - за разумные затраты.

            Примеры модификаций

Не проводя тщательной и дорогостоящей ревизии существующего оборудования, компания ABB предложила нескольким своим клиентам заменить существующее у них оборудование КРУЭ. В каждом случае предлагаемые для замены выключатели были более современными, а расстояние между фланцами, и другие параметры соответствовали тем, которые существовали у клиента. Например, в Нидерландах (подстанция Rijswijk) т в Швейцарии (подстанция Katz) КРУЭ первого поколения ECKS были успешно заменены новыми выключателями  ELK SP 2-1 с приводами AHMA. Мотивом для замены послужило сокращение экспертной оценки уровня ремонтопригодности, и рост сложностей получения запасных частей. На подстанции La Foretaille в Швейцарии была проведена аналогичная замена (в данном случае выключатель типа ELK SN был заменен выключателем ELK SP 2-1), но здесь мотивацией стали ожидаемые высокие затраты на реконструкцию (рис. 1).

замена выключателя на современный

Рисунок 1  Подстанция La Foretaille в Швейцарии, где применяется КРУЭ. Высоковольтный выключатель SN предыдущего поколения типа был заменен выключателем ELK SP2-1 с приводом AHMA.

            Не для всех старых выключателей имеются новые эквиваленты. Поэтому компания ABB специально изготовила несколько модернизированных выключателей, способных заменить выключатели более старые типов - SL211, SL2-2, SN212, SL3-2 и SN312. Они прошли типовые испытания на соответствие современным стандартам применения, и были изготовлены в заводских условиях ABB.

замена выключателя на современный на подстанции

Рисунок 2  Подстанция Filisur в Швейцарии. Выключатель SL3-2 с приводом HKA8 был заменен однокамерным выключателем SP3-1 с приводом HMB4.

            Подстанция 380 кВ Filisur в Швейцарии стала первой, на которой был установлен такой специально модифицированный выключатель (рис. 2). Клиент вначале рассматривал замену только привода HKA 8, но затем пришел к решению об установке нового привода HMB 8. Компания ABB также предложила заменить весь выключатель SL3-2 вместе с приводом на специально разработанный для модификации выключатель SP 3-1. Этот новый выключатель имеет одну простую дугогасящую камеру - представляющую современное состояние технологии КРУЭ - и поэтому требует наличие меньшего привода HMB 4. Клиент быстро согласился с этим предложением. Оно позволяло ему увеличить срок эксплуатации оборудования, обеспечить доступность запасных частей, и снизить затраты на эксплуатацию. Фактическая замена выключателя заняла только два дня, и распределительное оборудование продолжило свою работу после минимального времени простоя.
Альтернативой полной замены выключателя и привода является замена только одного привода. В Испании, на подстанции наливного водохранилища La Muela, было принято решение о модификации привода, в результате чего был заменен старый привод HKA 8 в выключателе SL 3-2 (рис. 3). Привод HKA был демонтирован с полюса выключателя, и на его место установлен новый привод HMB 8 с необходимыми настройками (демпфированием). После замены были проведены испытания на соответствие. Удовлетворенная решением выступающая в роли клиента компания Iberdrola, решила провести такую же замену приводов на остальных отсеках той же подстанции. На подстанциях Seinäjoki и Tammisto в Финляндии тоже были проведены аналогичные замены привода.

замена привода выключателя на современныйРисунок 3  Подстанция La Muela, использующая КРУЭ, в Испании. Привод HKA8 в выключателе SL3-2 был заменен приводом HMB8

            Расширение

            Компанией ABB разработаны эффективные с точки зрения затрат клиента программы обновления, расширения и модернизации оборудования. Эти программы позволяют клиентам поэтапно перейти к новым технологиям с минимальными рисками. После проведения оценки на месте, ABB разрабатывает план реализации перехода к новым технологиям, с учетом установленного у клиента оборудования.
Хороший пример такого подхода связан с доставкой двух выключателей, использующих технологию КРУЭ. Два комплекта ELK-04, рассчитанных на напряжение 132 кВ, были доставлены на 30-летнюю трансформаторную подстанцию Al Bakir в Ираке. Эта инвестиция стала необходимой в свете растущего спроса на электроэнергию, вызванного постройкой неподалеку сталелитейного завода, и наличия возможности адекватного подключения с сети передачи электроэнергии в Ираке. Решающим фактором для клиента было то, что конструкция ELK-04 может быть адаптирована к имеющемуся ограниченному пространству подстанции. Клиент получил компетентную консультационную поддержку на стадии технических работ, и сегодня в его распоряжении имеется надежная подстанция на 132 кВ, гарантированная поставка электроэнергии и безопасные условия работы персонала. Предшествующая инфраструктура была сохранена, а дальнейшие расширения теперь упрощены благодаря применению стандартизованных адаптеров.

            Оптимизация активов

            Компания ABB признает необходимость изменения отрасли, вызванного ограниченностью ресурсов. Поэтому она развернула систему экспертных оценок с использованием дистанционного мониторинга всех критических диагностических измерений подстанции. Один из таких сервисов объединяет мониторинг универсального выключателя ABB с глубокой экспертизой функционирования и диагностики, что позволяет клиентам оптимизировать активы в реальном времени, и осуществлять необходимые коррекции до возникновения аварийных ситуаций.
Такой подход был предпринят в рамках электрической сети Нью-Йорка. Эта сеть зависит от состояния надежности высоковольтной связи между штатами, объединяющей владельцев сети передачи электроэнергии NYISO. Сюда входят линии 362 кВ, соединяющие компанию Rochester Gas and Electric (RG&E) с Администрацией Энергоснабжения Нью-Йорка. Для увеличения надежности этого коридора передачи электроэнергии, компания RG&E оборудовала выключатели конденсаторной батареи типа PMI, которая поддерживает критическую связь востока и запада, системой дистанционного мониторинга в реальном времени. Кроме того, были приняты программы профилактического обслуживания. Основным направлением первоочередного анализа состояния у выключателей линии электропередачи было получение средств фиксации всех операций передачи и подключения, а также временной статистики по этим выключателям.
Компания ABB оборудовала все 18 выключателей RG&E типа PMI для 121 кВ и 362 кВ системой оптимизации активов. Эта система ведет мониторинг множества параметров выключателей, относящихся к их состоянию и функционированию, используя для этого беспроводную связь. Данные с каждого выключателя собираются бортовым контроллером выключателя - Circuit Breaker SentinelTM (CBS). Каждый CBS объединен с сотовым коммуникатором. Определенно, такой подход предоставляет эффективное по затратам средство передачи данных в центральный офис. Особенно, если это связано с подстанциями, не подключенными к компьютерной сети. Применение мониторинга с использованием CBS  привлекло компанию RG&E тем, что эти устройства, и их архитектура беспроводной связи, функционируют независимо от работы системы контроля для линии передачи электроэнергии. Такое разделение освобождает систему мониторинга от требований NERC-CIP (план защиты критической инфраструктуры энергетических корпораций северной армерики). Накопленные данные от CBS обрабатываются в центральном офисе компании RG&E системой оптимизации активов, разработанной компанией ABB. Это позволяет получать в реальном времени независимо собранные данные, с помощью которых можно изучать состояние выключателей, и их работу до того, как произойдет отказ. Тем самым, эта система оказывает помощь в диагностике проблем с выключателями, и предлагает рекомендации по их устранению. Она выдает разнообразные предупреждения, от идентификации изменения состояния в "умных" устройствах, до выявления ненормальных условий. В состав системы ABB входит подсистема избыточной архивации, обеспечивающая надежное хранение данных в течение длительного времени. Имея в своем распоряжении такое средство повышения надежности, компания RG&E смогла получить увеличение своего рейтинга со стороны местных властей.

            Радиография

Радиография - это технология получения изображений с помощью рентгеновских лучей. Здесь она применяется во внешней среде, для получения детальных цифровых изображений критических внутренних компонентов выключателей. Полученные изображения изучаются экспертами изготовителя, проверяющими соответствие фактических размеров и допусков со сборочными чертежами оригинальных компонентов. Радиография устраняет необходимость во вскрытии герметичных систем оборудования для проведения диагностики. Это увеличивает надежность оборудования, и делает незначительной возможность проникновения в оборудование внешних загрязнений.
Компания Call Henry Inc. является работающей по контракту сервисной службой, выполняющей радиографические съемки на высоковольтном оборудовании. Она расположена в Исследовательском Центре НАСА в Кливленде (штат Огайо). Этот центр руководит исследованиями НАСА и проводит разработки в области воздушных реактивных двигателей, специализируясь в турбинных двигателях, энергетике, реактивном движении и коммуникациях. Он также проводит исследования в области различных дисциплин, связанных с микро-гравитацией. Очевидно, что для функционирования этого центра, надежность поставок электроэнергии является критичным фактором.
В феврале 2006 года компания Call Henry обратилась в ABB от имени центра для изучения состояния 26 выключателей ABB типа 38PM40-20 SF6. Обзор данных по обслуживанию, выполненный в центре компанией Call Henry, выявил тот факт, что многие выключатели центра имели возраст от 10 до 14 лет, и один из выключателей в течение срока его эксплуатации выполнил более 2700 операций. Было очевидно, что эти выключатели работали на пределе, и нуждались в тщательной инспекции. Между Центром, компанией  Call Henry, и ABB было согласовано посещение оборудования центра для проведения инспекции. Предполагалось проведение внешних диагностических испытаний, с обширным применением радиографии. Причиной выбора такого подхода было желание снижения затрат и времени простоя, а также необходимость сертификации долговременной целостности каждого выключателя, и его надежности при поставке электроэнергии. В результате проведения радиографической инспекции, стало ясно, что один из выключателей требует серьезного ремонта, а в семи других выключателях необходимо провести осушение используемого элегаза. Девятнадцать выключателей вообще не потребовали инвазивного обслуживания, что сэкономило более 380 человеко-часов интенсивной работы по внутренней инспекции оборудования. Кроме того была достигнута экономия на аренде крана, оператора и транспортировщика газа.
Внешние диагностические испытания и результирующее обслуживания обеспечили непрерывное и надежное функционирование всего парка оборудования центра.

            Замена

            Оборудование может подлежать полной замене по истечению его срока эксплуатации, или, когда становится доступной улучшенная технология. В случае выключателей для генераторов, обновление турбины и генераторов также требует и замены выключателя. Такие выключатели могут быть заменены, если в результате недоступности запасных частей или неудачных инженерных решений, они морально устаревают.
Один из примеров такой ситуации связан с гидравлическими пружинными приводами выключателей на пяти трансформаторных подстанциях в городе Кувейте, которые принадлежали и использовались Министерством Электроэнергии и Воды Кувейта. Учитывая растущую критичность ситуации с запасными частями для существующих приводов, которым было около 30 лет, компания ABB предложила заменить существующие устройства на 40 приводов HMB-8. Это предложение было положительно принято министерством. Важным аспектом этого решения была гарантия качества ABB, и гарантированная доступность соответствующих запасных частей. В результате, министерство получило достаточное количество запасных частей, высокий уровень надежности и готовности подстанций, улученных безопасность для персонала, адаптацию и замену без излишних сложностей, и, конечно, упрощение работы.

 
« 7 советов по выбору автоматических выключателей   EXCOUNT - приборы контроля ОПН »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.